Силата на водния поток е възобновяем природен ресурс, който ви позволява да получавате практически безплатно електричество. Енергията, дарена от природата, ще предостави възможност за спестяване комунални услугии решаване на проблема с оборудването за презареждане.

Ако близо до вашия дом тече поток или река, струва си да се възползвате от него. Те ще могат да осигурят електричество на обекта и къщата. И ако изградите водноелектрическа централа със собствените си ръце, икономическият ефект се увеличава значително.

Представената статия описва подробно технологиите за производство на частни хидротехнически съоръжения. Говорихме какво е необходимо, за да настроим системата и да я свържем с потребителите. Тук ще научите за всички опции за миниатюрни доставчици на енергия, сглобени от скрап материали.

Водноелектрическите централи са структури, които могат да преобразуват енергията от движението на водата в електричество. засега се експлоатират активно само на запад. У нас този перспективен отрасъл прави едва първите си плахи стъпки.

Галерия с изображения

Ако близо до дома ви тече река или дори малък поток, тогава с помощта на домашна мини водноелектрическа централа можете да получите безплатно електричество. Може би това няма да е много голямо допълнение към бюджета, но осъзнаването, че имате собствено електричество, струва много повече. Е, ако например в дача няма централно захранване, тогава дори малки количества електроенергия ще са просто необходими. И така, за да създадете домашна водноелектрическа централа, са необходими поне две условия - наличието на воден ресурс и желание.

Ако и двете са налице, тогава първото нещо, което трябва да направите, е да измерите скоростта на речния поток. Това се прави много лесно - хвърлете клонка в реката и измерете времето, през което тя изплува 10 метра. Разделянето на метри на секунди ви дава текущата скорост в m/s. Ако скоростта е по-малка от 1 m / s, тогава продуктивна мини водноелектрическа централа няма да работи. В този случай можете да опитате да увеличите скоростта на потока, като изкуствено стесните канала или направите малък язовир, ако имате работа с малък поток.

Като ръководство можете да използвате връзката между скоростта на потока в m/s и мощността на електричеството, отстранено от карданния вал в kW (диаметър на винта 1 метър). Данните са експериментални; в действителност получената мощност зависи от много фактори, но е подходяща за оценка. Така че:

• 0,5 m/s – 0,03 kW,
• 0,7 m/s – 0,07 kW,
• 1 m/s – 0,14 kW,
• 1,5 m/s – 0,31 kW,
• 2 m/s – 0,55 kW,
• 2,5 m/s – 0,86 kW,
• 3 m/s -1,24 kW,
• 4 m/s – 2,2 kW и др.

Мощността на домашна мини водноелектрическа централа е пропорционална на куба на скоростта на потока. Както вече беше посочено, ако скоростта на потока е недостатъчна, опитайте се да я увеличите изкуствено, ако това разбира се е възможно.

Видове мини водноелектрически централи

Има няколко основни варианта за домашни мини водноелектрически централи.


Това е колело с остриета, монтирани перпендикулярно на повърхността на водата. Колелото е по-малко от половината потопено в потока. Водата притиска лопатките и върти колелото. Има и турбинни колела със специални лопатки, оптимизирани за потока на течността. Но това е достатъчно сложни дизайниповече фабрично от домашно приготвени.

Това е ротор с вертикална осротация, използвана за генериране електрическа енергия. Вертикален ротор, който се върти поради разликата в налягането върху неговите лопатки. Разликата в налягането се създава поради потока на течност около сложни повърхности. Ефектът е подобен на повдигането на подводно крило или повдигането на крилото на самолет. Този дизайн е патентован от Жорж Жан-Мари Дарийо, френски авиационен инженер през 1931 г. Също така често се използва в конструкции на вятърни турбини.

гирляндВодноелектрическата централа се състои от леки турбини - хидравлични витла, нанизани и твърдо фиксирани под формата на гирлянд върху кабел, хвърлен през реката. Единият край на кабела е фиксиран в опорния лагер, а другият върти ротора на генератора. В този случай кабелът играе ролята на вид вал, чието въртеливо движение се предава на генератора. Водният поток върти роторите, роторите въртят кабела.

Също така заимстван от дизайна на вятърни електроцентрали, вид „подводна вятърна турбина“ с вертикален ротор. За разлика от въздушното витло, подводното витло има лопатки с минимална ширина. За вода е достатъчна ширина на острието само 2 см. С такава ширина ще има минимално съпротивление и максимална скороствъртене. Тази ширина на лопатките е избрана за скорост на потока от 0,8-2 метра в секунда. При по-високи скорости други размери може да са оптимални. Витлото се движи не поради налягането на водата, а поради генерирането на повдигаща сила. Точно като крило на самолет. Лопатките на витлото се движат напречно на потока, вместо да се влачат по посока на потока.

Предимства и недостатъци на различни домашни мини водноелектрически централи

Недостатъците на гирляндната водноелектрическа централа са очевидни: висока консумация на материали, опасност за другите (дълъг подводен кабел, ротори, скрити във водата, блокиращи реката), ниска ефективност. Водноелектрическата централа Garland е вид малък язовир. Препоръчително е да се използва в необитаеми, отдалечени райони с подходящи предупредителни знаци. Може да се изисква разрешение от властите и еколозите. Вторият вариант е малко поточе във вашата градина.

Роторът Daria е труден за изчисляване и производство. В началото на работа трябва да го развиете. Но е привлекателен, защото оста на ротора е разположена вертикално и мощността може да се отвежда над вода, без допълнителни предавки. Такъв ротор ще се върти с всяка промяна в посоката на потока - това е плюс.

Най-често по време на строителството домашни водноелектрически централиполучени схеми на витлото и водното колело. Тъй като тези опции са сравнително лесни за производство, изискват минимални изчисления и се изпълняват с минимални разходи, имам висока ефективност, лесен за настройка и работа.

Пример за проста мини водноелектрическа централа

Най-простата водноелектрическа централа може бързо да бъде изградена от обикновен велосипед с динамичен фар. Няколко остриета (2-3) трябва да бъдат подготвени от галванизирано желязо или тънък лист алуминий. Дължината на лопатките трябва да е от джантата до главината и да е широка 2-4 см. Тези лопатки се монтират между спиците, като се използва всеки наличен метод или се използват предварително подготвени крепежни елементи.

Ако използвате две остриета, поставете ги едно срещу друго. Ако искате да добавите повечеостриета, след това разделете обиколката на колелото на броя на остриетата и ги монтирайте на равни интервали. Можете да експериментирате с дълбочината на потапяне на колелото с остриета във водата. Обикновено е потопен от една трета до половината.

Вариантът за пътуваща вятърна електроцентрала беше разгледан по-рано.

Такава микро водноелектрическа централа не заема много място и ще служи идеално на велосипедистите - основното е наличието на поток или рекичка - което обикновено е мястото, където се разполага лагерът. Мини водноелектрическа централа от велосипед може да осветява палатка и да зарежда мобилни телефони или други джаджи.

Водноелектрическите централи използват силата на водата за генериране на електрическа енергия. Самостоятелно направените станции решават проблема с разстоянието от централизираните електрически мрежи или спомагат за спестяване на електроенергия.

Предимства и недостатъци на водноелектрическите централи

Водноелектрическите централи имат следните предимства пред другите видове алтернативни енергийни източници:

• Те не зависят от времето и времето на деня (за разлика от). Това позволява да се произвежда повече енергия с предвидима скорост.
• Мощността на източника (река или поток) може да се регулира. За да направите това, достатъчно е да стесните канала с язовир или да осигурите разлика във височините на водата.
• Хидравличните инсталации не издават никакъв шум (за разлика от тях).
• Много видове електроцентрали с ниска мощност не изискват разрешителни за монтаж.

Недостатъците на домашните водноелектрически централи включват невъзможността да работят в студено време. В допълнение, водната среда е агресивна, така че частите на станцията трябва да бъдат водоустойчиви и издръжливи.

При проектирането на мини водноелектрически централи за използване като алтернативен източник на енергия за собствен домСледните фактори трябва да бъдат решаващи:

• Близост на реката до къщата. Няма смисъл да инсталирате домашно направена станция далеч от дома. Колкото по-далеч е инсталацията, толкова по-ниска е нейната ефективност, тъй като част от енергията ще се загуби по време на преноса. Освен това е по-трудно да защитите вашата водноелектрическа централа от кражба или повреда.
• Достатъчна скорост на потока или възможност за увеличаването му. Мощността на станцията се увеличава с геометрична прогресияс увеличаване на скоростта на водата.

Лесно е да разберете скоростта. Хвърлете парче пяна или топка за тенис във водата и замерете времето, необходимо за преплуване на определено разстояние. След това разделете метрите на секунди и ще разберете скоростта. Минимално достатъчна скорост на водата за домашна водноелектрическа централа- 1 m/s.

Ако дебитът на вашата река или поток е под тази стойност, тогава той ще бъде увеличен чрез малък язовир или стеснителна тръба. Но тези опции могат да причинят допълнителни трудности. Изграждането на язовир изисква разрешение от властите, както и съгласието на съседите.

Направи си сам мини водноелектрическа централа

Дизайнът на водноелектрическа централа е доста сложен, така че ще бъде възможно да изградите само малка станция, която ще спести електроенергия или ще осигури енергия на скромно домакинство. По-долу са дадени два примера за изпълнение на домашна водноелектрическа централа.

Как да направите мини водноелектрическа централа от велосипед

Тази версия на водноелектрическата централа е идеална за колоездене. Той е компактен и лек, но може да осигури енергия за малък лагер, разположен на брега на поток или река. Полученото електричество ще е достатъчно за вечерно осветление и зареждане на мобилни устройства.

За да инсталирате станцията, ще ви трябва:

• Предно колело от велосипед.
• Велосипеден генератор, който се използва за захранване на велосипедни светлини.
• Домашни остриета. Те се изрязват предварително от алуминиев лист. Ширината на лопатките трябва да бъде от два до четири сантиметра, а дължината - от главината на колелото до ръба му. Може да има произволен брой остриета; те трябва да бъдат поставени на еднакво разстояние едно от друго.

За да стартирате такава станция, е достатъчно да потопите колелото във вода. Дълбочината на потапяне се определя експериментално, приблизително от една трета до половината от колелото.

За изграждане на по-мощна станция за постоянно ползване, повече издръжливи материали. Най-подходящи са метални и пластмасови елементи, които са по-лесни за защита от излагане на водна среда. Но те също са подходящи дървени части, ако ги накиснете в специален разтвор и ги боядисате с водоустойчива боя.

Станцията изисква следните елементи:

• Барабан със стоманен кабел (2,2 метра в диаметър). Роторното колело е направено от него. За да направите това, барабанът се нарязва на парчета и се заварява отново на разстояние 30 сантиметра. От остатъците от барабана са направени остриета (18 броя). Те са заварени на радиус под ъгъл от 45 градуса. За поддържане на цялата конструкция е направена рамка от ъгли или тръби. Колелото се върти на лагери.
• Монтира се на колелото верижен редуктор(предавателното отношение трябва да бъде четири). За по-лесно сближаване на осите на задвижването и генератора, както и за намаляване на вибрациите, въртенето се предава през кардана от старата кола.
• Подходящ за генератор асинхронен двигател. Към него трябва да се добави още един скоростен редуктор с коефициент около 40. След това за трифазен генераторс 3000 об./мин. и общ редукционен коефициент 160, броят на оборотите ще падне до 20 об./мин.
• Поставете всички електрически елементи във водоустойчив контейнер.

Описаните изходни материали могат лесно да бъдат намерени на депо за отпадъци или от приятели. Можете да платите на специалисти за рязане на стоманен барабан с мелница и за заваряване (или да направите всичко сами). В резултат на това водноелектрическа централа с мощност до 5 kW ще струва малка сума.

Произвеждането на електричество от вода не е толкова трудно. По-трудно е да се подредиш автономна системазахранване на базата на домашна водноелектрическа централа, поддържайте станцията в работно състояние и гарантирайте безопасността на хората и животните около нея.

Водноелектрическите централи използват силата на водата за генериране на електрическа енергия. Самостоятелно направените станции решават проблема с разстоянието от централизираните електрически мрежи или спомагат за спестяване на електроенергия.

Предимства и недостатъци на водноелектрическите централи

Водноелектрическите централи имат следните предимства пред другите видове алтернативни енергийни източници:

• Те не зависят от времето и времето на деня (за разлика от). Това позволява да се произвежда повече енергия с предвидима скорост.
• Мощността на източника (река или поток) може да се регулира. За да направите това, достатъчно е да стесните канала с язовир или да осигурите разлика във височините на водата.
• Хидравличните инсталации не издават никакъв шум (за разлика от тях).
• Много видове електроцентрали с ниска мощност не изискват разрешителни за монтаж.

Недостатъците на домашните водноелектрически централи включват невъзможността да работят в студено време. В допълнение, водната среда е агресивна, така че частите на станцията трябва да бъдат водоустойчиви и издръжливи.

Когато проектирате мини водноелектрическа централа за използване като алтернативен източник на енергия за вашия собствен дом, следните фактори трябва да бъдат решаващи:

• Близост на реката до къщата. Няма смисъл да инсталирате домашно направена станция далеч от дома. Колкото по-далеч е инсталацията, толкова по-ниска е нейната ефективност, тъй като част от енергията ще се загуби по време на преноса. Освен това е по-трудно да защитите вашата водноелектрическа централа от кражба или повреда.
• Достатъчна скорост на потока или възможност за увеличаването му. Мощността на станцията нараства експоненциално с увеличаване на скоростта на водата.

Лесно е да разберете скоростта. Хвърлете парче пяна или топка за тенис във водата и замерете времето, необходимо за преплуване на определено разстояние. След това разделете метрите на секунди и ще разберете скоростта. Минималната достатъчна скорост на водата за домашна водноелектрическа централа е 1 m/s.

Ако дебитът на вашата река или поток е под тази стойност, тогава той ще бъде увеличен чрез малък язовир или стеснителна тръба. Но тези опции могат да причинят допълнителни трудности. Изграждането на язовир изисква разрешение от властите, както и съгласието на съседите.

Направи си сам мини водноелектрическа централа

Дизайнът на водноелектрическа централа е доста сложен, така че ще бъде възможно да изградите само малка станция, която ще спести електроенергия или ще осигури енергия на скромно домакинство. По-долу са дадени два примера за изпълнение на домашна водноелектрическа централа.

Как да направите мини водноелектрическа централа от велосипед

Тази версия на водноелектрическата централа е идеална за колоездене. Той е компактен и лек, но може да осигури енергия за малък лагер, разположен на брега на поток или река. Полученото електричество ще е достатъчно за вечерно осветление и зареждане на мобилни устройства.

За да инсталирате станцията, ще ви трябва:

• Предно колело от велосипед.
• Велосипеден генератор, който се използва за захранване на велосипедни светлини.
• Домашни остриета. Те се изрязват предварително от алуминиев лист. Ширината на лопатките трябва да бъде от два до четири сантиметра, а дължината - от главината на колелото до ръба му. Може да има произволен брой остриета; те трябва да бъдат поставени на еднакво разстояние едно от друго.

За да стартирате такава станция, е достатъчно да потопите колелото във вода. Дълбочината на потапяне се определя експериментално, приблизително от една трета до половината от колелото.

За изграждането на по-мощна станция за постоянна употреба ще са необходими по-издръжливи материали. Най-подходящи са метални и пластмасови елементи, които са по-лесни за защита от излагане на водна среда. Но дървените части също са подходящи, ако ги накиснете в специален разтвор и ги боядисате с водоустойчива боя.

Станцията изисква следните елементи:

• Барабан със стоманен кабел (2,2 метра в диаметър). Роторното колело е направено от него. За да направите това, барабанът се нарязва на парчета и се заварява отново на разстояние 30 сантиметра. От остатъците от барабана са направени остриета (18 броя). Те са заварени на радиус под ъгъл от 45 градуса. За поддържане на цялата конструкция е направена рамка от ъгли или тръби. Колелото се върти на лагери.
• На колелото е монтирана верижна предавка (предавателното отношение трябва да бъде четири). За по-лесно сближаване на осите на задвижването и генератора, както и за намаляване на вибрациите, въртенето се предава през кардана от старата кола.
• За генератора е подходящ асинхронен двигател. Към него трябва да се добави още един редуктор с коефициент около 40. Тогава за трифазен генератор с 3000 оборота в секунда с общ редукционен коефициент 160 броят на оборотите ще намалее до 20 оборота в минута.
• Поставете всички електрически елементи във водоустойчив контейнер.

Описаните изходни материали могат лесно да бъдат намерени на депо за отпадъци или от приятели. Можете да платите на специалисти за рязане на стоманен барабан с мелница и за заваряване (или да направите всичко сами). В резултат на това водноелектрическа централа с мощност до 5 kW ще струва малка сума.

Произвеждането на електричество от вода не е толкова трудно. По-трудно е да се изгради автономна система за захранване на базата на домашна водноелектрическа централа, да се поддържа станцията в работно състояние и да се гарантира безопасността на хората и животните около нея.

Винаги съм искал да получа електричество от потока, който тече около периметъра на къщата ми. Преди около три години инсталирах временна турбина, за да видя дали по-голямо турбинно колело ще работи.

Демо версията на това колело е направена от стойки за стари автомобили. абразивни колелаИ дървени палетикато остриета.

Използвах стара лента като генератор DCот задвижващия двигател Ametec. За да подготвя всичко напълно, използвах верига за мини мотоциклет и зъбни колела със 70 и 9 зъба (за въртене на колелото и на двигателя). Цената на всички артикули беше около £30.

Произвеждаше максимум 25 вата и работеше около година, главно поради ограниченията на двигателя на Ametec и размера на колелото, и ме накара да създам по-голяма турбина.

Първо трябваше да преградя водата на потока, така че нивото на водата да е приблизително до гърдите ми. Без да чакам края на лятото, източих водата с помощта на помпа и направих язовир от цимент.

Турбинните колела бяха направени за мен на място строителни фирмиизработени от издръжлив многослоен материал, използван за обшивки и настилки в корабостроенето, с дебелина 13 мм. Направих остриетата от същия материал. Накрая покрих дисковете и остриетата със специална водоотблъскваща смес, за да удължа живота им.

Изградих основата за турбината от дъбови трупи. Дъбът се оказа много твърд, трябваше да се занимавам с него, докато завинтвах дървените трупи към каменната рамка. Трябваше да пробием дупки и за целта трябваше да завържем турбината, за да я балансираме и да регулираме всички размери и да затегнем болтовете.

Следващата стъпка след инсталирането на колелото беше да се реши проблемът със задвижването и генератора.

Първоначално използвах задвижване, направено от Minimoto, но след това малката верига започна да се плъзга поради разстоянието между зъбите, така че реших да купя вериги със стъпка 3/8 и зъбни колела от доставчик на лагери. Генераторът е доставен от Windblue Power Permanent Magnet Generator (PMG). Той е в състояние да произвежда 12 V при 150 rpm. Често се използва като преработен автомобилен алтернатор. Един конвенционален генератор произвежда 12 V само при 3000 rpm. Поръчах този двигател от САЩ за £135, включително пощенските разходи.

Колелото се въртеше твърде бавно и трябваше да направя стъпаловидна тава под бента, върху която водата се събираше в тясно устие и се изливаше върху лопатките с по-голяма сила.

Освен това се прецаках стоманен кабелс напречно сечение 1 см, летви на основната рамка и, където е възможно, укрепена основа с анкерни болтове с дължина 1 фут, за да предпази устройството от повреда, ако бентът внезапно се скъса или има силен порив на вятъра.

Турбината е оборудвана с 4x55AH Brand New батерии. С тяхна помощ постоянно зареждам лаптопа си. Купих и две военни тягови оловни батерии Hawker 2x110Ah за осветление на гаража и дома. Захранването с напрежение на два различни вида батерии идва от различни проводници.

Използвам тази система от около година. Изходна мощност- 50 W, при пикова мощност до 500 W. Турбината спира няколко пъти поради спад на водата, както и поради блокиране на главния поток при наводнения. И така - през цялата годинаработи.

Превод: Ярослав Николаевич